Архив номеров
Медицинская Техника / Медицинская техника №5, 2019 / с. 53-55

Исследование влияния рассеяния на точность реконструкции в однофотонной эмиссионной вычислительной томографии в пропорциональной рассеивающей среде

                                

С.А. Терещенко, А.Ю. Лысенко


Аннотация

В настоящее время существует единственный пример рассеивающей среды, для которой можно точно учесть влияние рассеяния излучения, – пропорциональная рассеивающая среда. Проведено численное моделирование однофотонной эмиссионной вычислительной томографии в пропорциональной рассеивающей среде для простого объекта (эллипс) и сложного объекта (фантом Шеппа-Логана). Исследовано влияние рассеяния на точность реконструкции в зависимости от размеров объекта и коэффициента пропорциональности рассеивающей среды. Приближение пропорционально рассеивающей среды позволяет существенно улучшить точность реконструкции томограмм по сравнению с традиционными аналитическими методами реконструкции в эмиссионной томографии.


Сведения об авторах

Сергей Андреевич Терещенко, д-р физ.-мат. наук, профессор,
Александр Юрьевич Лысенко, аспирант, Институт биомедицинских систем, Национальный исследовательский университет «МИЭТ», г. Зеленоград, г. Москва,

Список литературы

1. Emission Tomography: The Fundamentals of PET and SPECT / Ed. by M.N. Wernick, J.N. Aarsvold. – San Diego, CA: Elsevier Academic Press, 2004.
2. Yang F., Zhang D., Huang K., Shi W., Wang X. Scattering Estimation for Cone-Beam CT Using Local Measurement Based on Compressed Sensing // IEEE Transactions on Nuclear Science. 2018. Vol. 65 (3). PP. 941-949.
3. Zhao C., Chen X., Ouyang L., Wang J., Jin M. Robust moving- blocker scatter correction for cone-beam computed tomography using multiple-view information // PLoS ONE. 2017. Vol. 12 (12). PP. e0189620-1-e0189620-19.
4. Chi Y., Du Z., Huang W., Tang C. Energy-angle correlation correction algorithm for monochromatic computed tomography based on Thomson scattering X-ray source // Journal of Applied Physics. 2017. Vol. 122. PP. 234903-1-234903-8.
5. Berker Y., Karp J.S., Schulz V. Numerical Algorithms for Scatter-to-Attenuation Reconstruction in PET: Empirical Comparison of Convergence, Acceleration, and the Effect of Subsets // IEEE Transactions on Radiation and Plasma Medical Sciences. 2017. Vol. 2 (2). PP. 426-434.
6. Altunbas C., Lai C.J., Zhong Y., Shaw C.C. Reduction of ring artifacts in CBCT: Detection and correction of pixel gain variations in flat panel detectors // Med. Phys. 2014. Vol. 41 (9). PP. 091913-1-091913-13. 7. Chan C., Liu H., Grobshtein Y., Stacy M.R., Sinusas A.J., Liu C. Noise suppressed partial volume correction for cardiac SPECT/CT // Med. Phys. 2016. Vol. 43 (9). PP. 5225-5239.
8. Jang S., Kim S., Kim M., Ra J.B. Head Motion Correction Based on Filtered Backprojection for X-ray CT Imaging // Medical Physics. 2017. Vol. 45 (2). PP. 589-604.
9. Klyuzhin I.S., Sossi V. PET Image Reconstruction and Deformable Motion Correction Using Unorganized Point Clouds // IEEE Transactions on Medical Imaging. 2017. Vol. 36 (6). PP. 1263-1275.
10. D’Acunto M., Benassi A., Moroni D., Salvetti O. 3D image reconstruction using Radon transform // Signal, Image and Video Processing. 2016. Vol. 10 (1). PP. 1-8.
11. Bruder H., Raupach R., Sunnegardh J., Allmendinger T., Klotz E., Stierstorfer K., Flohr T. Novel iterative reconstruction method with optimal dose usage for partially redundant CT-acquisition // Phys. Med. Biol. 2015. Vol. 60 (21). PP. 8567-8582.
12. Tretiak O., Metz C. The exponential Radon transform // SIAM J. of Appl. Mathematics. 1980. Vol. 39. № 2. PР. 341-354.
13. Hutton B.F., Buvat I., Beekman F.J. Review and current status of SPECT scatter correction // Physics in Medicine & Biology. 2011. Vol. 56. № 14. PP. R85-R112.
14. Inui Y., Ichihara T., Uno M., Ishiguro M., Ito K., Kato K., Sakuma H., Okazawa H., Toyama H. CT-based attenuation correction and resolution compensation for I-123 IMP brain SPECT normal database: A multicenter phantom study // Annals of Nuclear Medicine. 2018. Vol. 32. № 5. PP. 311-318.
15. Wu J., Liu C. Recent advances in cardiac SPECT instrumentation and imaging methods // Physics in Medicine and Biology. 2019. Vol. 64 (6). PP. 661-673.
16. Case K.M., Zweifel P.F. Linear Transport Theory. – London: Addison-Wesley, 1967. 360 p.
17. Кольчужкин А.М., Учайкин В.В. Введение в теорию прохождения частиц через вещество. – М.: Атомиздат, 1978. 256 с.
18. Ishimaru A. Wave Propagation and Scattering in Random Media. – NY.: Academic Press, 1978. Vol. 1. 268 p.; Vol. 2. 304 p.
19. Терещенко С.А. Методы вычислительной томографии. – М.: Физматлит, 2004. 320 с.
20. Терещенко С.А. Трансмиссионная томография пропорциональных рассеивающих сред // Журнал технической физики. 2008. Т. 78. Вып. 5. С. 69-75.